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細胞膜上の受容体は、リガンドと結合すると様々なシグナル伝達分子と複合体を形成する。その後、細胞内にエンドサイトーシスされ、リソソームに送られ分解されるか、再び細胞膜に送られリサイクルされる。この一連の過程で、受容体とシグナル伝達分子で形成されるタンパク質複合体は、細胞膜近傍やエンドソーム、小胞体といった場所ごとにその複合体の構成分子が変化し、細胞内にシグナルを伝えると考えられている。そこで受容体複合体の構成を３次元的に解析するため、３次元超解像イメージングの構築を試みた。研究代表者が開発した高密度・多重染色超解像顕微鏡法IRISでは、標的に結合解離する蛍光プローブを用いて、標的を標識する。結合解離プローブによる標識は、標的に強く結合した蛍光抗体や蛍光タンパク質と異なり、蛍光退色によるシグナルの消失がない。このためIRIS方式の超解像顕微鏡法は、多数枚の画像が必要になる３次元超解像を得るのに適している。まずTIRF照明とEpi照明を組み合わせることで、カバーガラス近傍（約200 nmの高さ）のアクチン細胞骨格、微小管、中間径フィラメントの３次元超解像画像を再構築した。接着斑やアクチンストレスファイバーと重なっている微小管の中には、その高さが100 nmほど上にあがっている様子が観察された。さらにライトシート状のレーザーを斜めに照射するHILO様照明を用いることで、カバーガラスから数μm以上の高さでも観察できる３次元IRIS超解像イメージングを構築した。この照明方法で細胞頭頂部（高さ4～6 μm）の３次元的な微小管の超解像画像や微小管とアクチン線維、中間径フィラメントの多重染色超解像画像が得られた。今後、この３次元IRIS超解像イメージングで細胞内タンパク質複合体の構成の解析を進める。
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